介孔二氧化钛材料的制备与性能研究
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本论文的工作主要以甘油为织构剂,分别采用溶胶-凝胶法和水热合成法制备纳米二氧化钛介孔粉体,利用XRD、TEM、N2气吸附-脱附等方法对其晶相、粒径、形貌、比表面等进行了表征,并研究了介孔粉体的合成条件、机理和光催化性能。 得到样品均为锐钛矿型纳米颗粒,形成直通形孔道且孔径分布较窄,比表面可达285m2/g。溶胶-凝胶法中酸量过大会导致金红石相的生成,而酸量过小,则不利于促进水解和晶型的形成;增大甘油含量样品粒径呈上升趋势;样品需经过焙烧或索氏提取才能呈现出锐钛矿晶型。水热法中反应时间对样品无影响;而乙醇和水的体积比有很大影响;织构剂含量增加到5%以后,粒径基本保持不变。两种方法得到的材料均在500℃下出现金红石相。掺杂铁元素虽然提高了热稳定性,但比表面大幅下降。
1 绪论 | 第6-14页 |
1.1 纳米材料和技术概述 | 第6-7页 |
1.1.1 纳米材料结构 | 第6-7页 |
1.2 纳米材料的制备方法及其特点 | 第7-8页 |
1.3 介孔材料简介 | 第8-11页 |
1.3.1 反应机理概述 | 第9页 |
1.3.2 介孔材料合成 | 第9-11页 |
1.4 表征以及应用 | 第11页 |
1.5 介孔TiO_2材料概述 | 第11-13页 |
1.6 选题背景 | 第13-14页 |
2 溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛介孔粉体及其结构表征 | 第14-24页 |
2.1 实验部分 | 第14-15页 |
2.1.1 药品和仪器 | 第14页 |
2.1.2 实验步骤 | 第14页 |
2.1.3 结构表征 | 第14-15页 |
2.2 结果与讨论 | 第15-22页 |
2.2.1 水解条件对凝胶形成的影响机理 | 第15页 |
2.2.2 结果分析 | 第15-17页 |
2.2.3 酸量的影响 | 第17-18页 |
2.2.4 织构剂的选择与影响 | 第18-19页 |
2.2.5 织构剂含量的影响 | 第19-20页 |
2.2.6 织构剂的脱除 | 第20-22页 |
2.3 本章小结 | 第22-24页 |
3 水热合成法制备纳米二氧化钛介孔粉体 | 第24-32页 |
3.1 实验部分 | 第24页 |
3.1.1 药品和仪器 | 第24页 |
3.1.2 实验步骤 | 第24页 |
3.1.3 结构表征 | 第24页 |
3.2 结果与讨论 | 第24-30页 |
3.2.1 反应时间的影响 | 第24-25页 |
3.2.2 醇水比的影响 | 第25-28页 |
3.2.3 反应温度的影响 | 第28-29页 |
3.2.4 织构剂含量的影响 | 第29页 |
3.2.5 焙烧温度的影响 | 第29-30页 |
3.3 溶胶-凝胶法与水热合成法的比较 | 第30-31页 |
3.4 本章小结 | 第31-32页 |
4 铁元素掺杂 | 第32-34页 |
4.1 实验步骤 | 第32页 |
4.1.1 溶胶-凝胶法 | 第32页 |
4.1.2 水热合成法 | 第32页 |
4.2 结果分析 | 第32-33页 |
4.3 本章小结 | 第33-34页 |
5 催化性能实验 | 第34-40页 |
5.1 实验部分 | 第34-35页 |
5.1.1 药品及仪器 | 第34页 |
5.1.2 实验设备与步骤 | 第34-35页 |
5.2 光催化降解反应的效果与讨论 | 第35-39页 |
5.2.1 光催化机理 | 第35-36页 |
5.2.2 光催化结果分析 | 第36-39页 |
5.3 本章小结 | 第39-40页 |
6 全文总结 | 第40-42页 |
参考文献 | 第42-46页 |
致谢 | 第46页 |
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